過程計算機控制及先進控制策略的實現(xiàn)

前言第1章 計算機控制系統(tǒng)概述 1．1計算機控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成 1．1．1計算機控制系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu) 1．1．2計算機控制系統(tǒng)的硬件組成 1．1．3計算機控制系統(tǒng)的軟件組成 1．2計算機控制系統(tǒng)的分類 1．2．1按功能及結(jié)構(gòu)分類 1．2．2按控制規(guī)律分類 1．2．3按控制設(shè)備分類 1．3計算機控制系統(tǒng)的特點 1．4計算機控制系統(tǒng)的主要研究內(nèi)容 1．4．1輸入數(shù)據(jù)處理 1．4．2輸出處理 1．4．3控制功能 1．4．4人機接口功能 1．4．5通信功能 1．4．6 自診斷功能 1．4．7冗余技術(shù) 1．5計算機控制系統(tǒng)的發(fā)展 1．5．1計算機控制技術(shù)的發(fā)展歷程 1．5．2計算機控制技術(shù)的發(fā)展動向 思考題第2章 過程計算機控制的理論基礎(chǔ) 2．1信號變換原理 2．1．1計算機控制系統(tǒng)的信號流程 2．1．2脈沖采樣器和采樣過程 2．1．3采樣定理 2．1．4過程計算機控制系統(tǒng)中采樣周期的選擇 2．1．5信號復(fù)現(xiàn)與零階保持器 2．2連續(xù)模型與離散模型間的轉(zhuǎn)換 2．2．1傳遞函數(shù)與z傳遞函數(shù)問的轉(zhuǎn)換 2．2．2連續(xù)與離散狀態(tài)方程之間的相互轉(zhuǎn)換 2．3采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)及動態(tài)分析 2．3．1采樣控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)分析 2．3．2采樣控制系統(tǒng)的動態(tài)分析 2．4線性離散控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析 2．4．1 S平面與z平面的映射關(guān)系 2．4．2線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定域 2．4．3線性離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù) 思考題第3章 過程計算機系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 3．1干擾的來源與傳播途徑 3．1．1干擾的來源 3．1．2干擾的傳播途徑 3．2 串模干擾、共模干擾和長線傳輸干擾 3．2．1 串模干擾及其抑制 3．2．2共模干擾及其抑制 3．2．3長線傳輸干擾及其抑制 3．3供電技術(shù)與接地技術(shù) 3．3．1供電技術(shù) 3．3．2接地技術(shù) 3．4輸入、輸出通道信號隔離技術(shù) 3．4．1數(shù)字信號輸入、輸出通道的隔離 3．4．2模擬量輸出通道的隔離 3．4．3模擬量輸入通道的隔離 3．4．4常用隔離放大器 3．5控制計算機的可靠性技術(shù) 3．5．1故障自診斷技術(shù) 3．5．2冗余技術(shù) 3．5．3 CPU抗干擾技術(shù) 3．6數(shù)字濾波技術(shù) 3．6．1平均值濾波 3．6．2限幅濾波與限速濾波 3．6．3慣性濾波 思考題第4章 過程輸入、輸出通道 4．1 過程輸入、輸出通道的控制方式 4．1．1過程輸入、輸出通道與CPU交換的信息類型 4．1．2過程通道的編址方式 4．1．3 CPU對過程通道的控制方式 4．1．4過程通道接口設(shè)計應(yīng)考慮的問題 4．2模擬量輸出通道 4．2．1 D／A轉(zhuǎn)換器 4．2．2 D／A通道的輸出電路 4．3模擬量輸入通道 4．3．1信號調(diào)理與放大一 4．3．2多路模擬開關(guān) 4．3．3采樣保持器 4．3．4 A／D轉(zhuǎn)換器工作原理 4．3．5逐位逼近式A／D轉(zhuǎn)換器及其接口 4．4數(shù)字量輸入、輸出通道 4．4．1數(shù)字量輸入通道 4．4．2數(shù)字量輸出通道 4．5量化誤差與字長選擇 4．5．1量化誤差來源 4．5．2 A／D、D／A字長的選擇 4．6數(shù)據(jù)預(yù)處理 4．6．1系統(tǒng)誤差的自動校準 4．6．2標度變換 4．6．3越限報警處理 思考題第5章 總線和總線式工控機 5．1總線及其分類 5．1．1總線的分類 5．1．2總線的模板化結(jié)構(gòu) 5．2工業(yè)控制計算機的系統(tǒng)總線 5．3總線式工業(yè)控制計算機 5．3．1 IPC的硬件組成 5．3．2 IPC的特點 5．4 IPC產(chǎn)品簡介 5．4．1工業(yè)計算機機箱 5．4．2工業(yè)級底板 5．4．3工業(yè)級CPU卡 5．4．4 I／O卡 5．5遠程數(shù)據(jù)采集與控制模塊 思考題第6章 控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ) 6．1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ) 6．1．1數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 6．1．2數(shù)據(jù)傳輸編碼 6．1．3多路復(fù)用技術(shù) 6．1．4通信同步技術(shù) 6．1．5常用傳輸介質(zhì) 6．2通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 6．2．1網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 6．2．2網(wǎng)絡(luò)控制方法 6．2．3差錯控制技術(shù) 6．3 OSI模型 6．4．IEEE 802標準 6．5 FCP／IP 6．5．1 TCP／IP的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu) 6．5．2 IP地址 6．6串行通信總線 6．6．1 RS．232C通信總線 6．6．2 RS．422／485通信總線 思考題第7章 分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線控制系統(tǒng) 7．1分散控制系統(tǒng)概述 7．1．1分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 7．1．2分散控制系統(tǒng)的特點 7．1．3分散控制系統(tǒng)的分散方式 7．1．4部分DCS產(chǎn)品 7．2分散控制系統(tǒng)的典型設(shè)備 7．2．1過程控制站 7．2．2運行員操作站 7．2．3工程師工作站 7．3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)概述 7．3．1現(xiàn)場總線的概念 7．3．2現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的構(gòu)成 7．3．3現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的特點 7．4幾種典型的現(xiàn)場總線 7．4．1 CAN總線 7．4．2 LonWorks總線 7．4．3 Profibus總線 7．4．4 WorldFIP總線 7．4．5 HART總線 7．4．6 FF總線 思考題第8章 常規(guī)數(shù)字控制器的設(shè)計 8．1數(shù)字控制器連續(xù)化設(shè)計 8．1．1數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計步驟 8．1．2數(shù)字PID控制器的設(shè)計 8．1．3數(shù)字PID算法的改進 8．1．4數(shù)字PID參數(shù)的整定 8．2數(shù)字控制器離散化設(shè)計 8．2．1數(shù)字控制器的離散化設(shè)計步驟 8．2．2最少拍控制系統(tǒng)的設(shè)計 8．3純滯后控制 8．3．1大林(Dahlin)控制算法 8．3．2施密斯(Smith)預(yù)估控制算法 思考題第9章 先進控制技術(shù)基礎(chǔ) 9．1 自適應(yīng)控制 9．1．1 自校正控制 9．1．2參考模型自適應(yīng)控制系統(tǒng) 9．2模糊控制 9．2．1模糊控制器的輸入、輸出變量及其模糊化 9．2．2建立模糊控制規(guī)則 9．2．3模糊關(guān)系與模糊推理 9．2．4模糊控制向量的模糊判決 9．2．5模糊控制表 9．2．6確定實際的控制量 9．2．7模糊控制算法的工程實現(xiàn) 9．3神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制 9．3．1神經(jīng)元數(shù)理模型及其學習算法 9．3．2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其學習算法程序設(shè)計 9．3．3 Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 9．3．4神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在控制工程中的應(yīng)用 9．4．控制策略的滲透和結(jié)合 9．5先進控制策略的實現(xiàn) 9．5．1在DCS、FCS中組態(tài)的實現(xiàn) 9．5．2在DCS、FCS中編程實現(xiàn)的途徑 9．5．3編程實現(xiàn)時需要注意的兩個問題第10章 控制算法的計算機實現(xiàn)工程實例 10．1常規(guī)控制算法的工控機實現(xiàn) 10．2常規(guī)控制算法的DCS實現(xiàn) 10．2．1主蒸汽溫度控制方案 10．2．2主蒸汽溫度控制系統(tǒng)的Infi-90實現(xiàn) 10．3模型參考自適應(yīng)預(yù)估控制的DCS實現(xiàn) 10．3．1模型參考自適應(yīng)預(yù)估算法的基本設(shè)計思想 10．3．2模型參考自適應(yīng)預(yù)估基本算法 10．3．3算法在Infi-90中的編程實現(xiàn) 10．3．4在火電廠燃燒協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用參考文獻